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美國氣象學會獎

颱風在短期與長期內影響海洋表層葉綠素a濃度改變之探討

本研究主要探討颱風強度對於海洋表層葉綠素a的濃度影響的程度。 颱風資料由Joint Typhoon Warning Center資料庫中選取2008~2012年之西北太平洋颱風,共104個颱風。每天中相隔12小時取兩組資料,包含颱風經緯度、近中心最大風速與氣壓;葉綠素a濃度資料則取自NASA Ocean Color資料庫,對應颱風路徑中每天兩個取樣時間,找出以颱風為中心,長寬各150km範圍內的葉綠素a濃度,並利用Matlab程式輔助處理大量數據。 為清楚了解颱風對海表面葉綠素a濃度的影響,研究中將影響時間分為短期及長期兩組分別進行分析。所謂「短期」是指颱風經過前、後一天內,而「長期」則是颱風經過的前一周到後兩周內的時間。 分析結果顯示颱風過後一天海表面葉綠素a濃度平均增加近50%,且颱風近中心最大風速與中心氣壓在短期對於葉綠素a濃度分別呈現正相關與負相關;而長期來看,無論颱風近中心最大風速或是中心氣壓和葉綠素a濃度的關係較不明顯,但是颱風過後10天內,海表面葉綠素a濃度明顯高於颱風來臨前。

從遙測看水色與紫外線及溫度之關聯

本研究使用NASA Ozone Watch南極臭氧濃度、MODIS Aqua之全球海平面水色、NOAA Operational SST Anomaly之均溫異常,以及Australian Antarctic Data Center南極葉綠素濃度數據,探討三大洋海洋水色的逐年變化以及影響因素。我們認為受到環境變遷的影響,影響水色最主要的外在因素可能為紫外線及溫度。本研究利用image J軟體,估算臭氧洞逐年的範圍變化,並利用水色換算出的葉綠素濃度的變化趨勢,將上述數據製作成圖比較。 結果顯示:在紫外線的部分,葉綠素濃度會隨著紫外線入射量減少而提高。在深度的部分,南極同一時間點所測數據顯示,水表到400公尺深的範圍中,呈現深度越淺葉綠素濃度越高的趨勢。此外,海表溫度正異常(>1.5°C)之面積分布,證實海水表面溫度變高時,葉綠素濃度變高,南極數據也顯示相同特徵。我們認為,生物基於避險本能,在紫外線過量時,生物會傾向往海洋深層移動;在10℃~35℃間,溫度越高,葉綠素濃度越高,影響浮游植物在深度的分布。上述各項皆能影響水色。